在昆虫中枢神经系统中,烟碱乙酰胆碱受体对介导突触传递起重要作用,一直是杀虫剂领域研究的重要作用靶标。自19世纪末烟草提取物烟碱作为天然杀虫剂被广泛使用,到20世纪90年代作用于烟碱乙酰胆碱受体的第一个合成杀虫剂吡虫啉问世,烟碱乙酰胆碱受体作为现代农药的生化靶标得到了不断地研究和开发。至今已有10多种作用于烟碱乙酰胆碱受体杀虫剂开发上市,成为对刺吸式口器害虫进行防治和抗性管理最有效的农药种类之一。

　　然而,作用于烟碱乙酰胆碱受体的杀虫剂(特别是竞争调节剂)多对蜜蜂等传粉昆虫的急性毒性较高(表1),具有较高的安全风险。欧盟、巴西、加拿大和法国等地区和国家先后出台了有关吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、噻虫啉、氟吡呋喃酮和氟啶虫胺腈等品种的限用和禁用管理措施,使作用于烟碱乙酰胆碱受体的杀虫剂的发展受到了较大影响。与此同时,越来越多的靶标害虫对该类杀虫剂产生了抗药性,且有不断加重的趋势。开发对传粉昆虫低毒、对抗药性靶标害虫有效的作用于烟碱乙酰胆碱受体的新型杀虫剂具有重要的现实意义。

　　Flupyrimin是日本明治制果药业株式会社新开发的作用于烟碱乙酰胆碱受体的杀虫剂,代号ME5382。该品种对传粉昆虫相对安全,对半翅目、鳞翅目以及对吡虫啉等产生抗药性的害虫等多种害虫均有效,可广泛用于农业和非农领域,具有较大的市场潜力。本文从理化性质、毒性、作用机制、生物活性、代谢残留、产品合成与制剂应用等方面对flupyrimin进行介绍。

1 理化性质

　　Flupyrimin的IUPAC化学名称为N-[(E)-1-(6-氯-3-吡啶甲基)吡啶-2(1H)-亚基]-2,2,2-三氟乙酰胺,CAS登录号：1689566-03-7,分子式：C₁₃H₉C_lF₃N₃O,分子量：315.68。Flupyrimin可看成是吡虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、噻虫啉、氟吡呋喃酮、环氧虫啶、哌虫啶和戊吡虫胍等作用于烟碱乙酰胆碱受体的杀虫剂的衍生物,在保留后者特征基团2-氯-5-吡啶甲基(R)的同时引入N-[吡啶-2(1H)-亚基]三氟乙酰胺(R´)(图1)。值得注意的是,flupyrimin有效体的C=N双键为反式构型,与吡虫啉、啶虫脒和烯啶虫胺等的一致。

　　Flupyrimin为白色无臭味粉末固体(19℃),熔点156.6~157.1℃,沸点298.0℃,蒸气压＜2.2×10^-5Pa(25℃)或＜3.7×10^-5Pa(50℃),密度1.5g/cm³(20 ℃),土壤吸附系数KF^adsOC为32~92(25℃),油水分配系数logP_ow为1.68(25℃),水溶解度167mg/L (20℃)；水中稳定性DT₅₀：5.54d (25℃、pH4)、228d (25℃、pH7)或4.35d (25℃、pH9),水中光解稳定性DT₅₀：10.2d (灭菌缓冲液、pH6.97~6.99、25°C、22.2 W/m²、300~400nm)或5.8d (灭菌自然水、pH7.48、25℃、22.2W/m²、300~400nm)。

2 毒性

2.1 哺乳动物毒性

　　Flupyrimin对哺乳动物的急性毒性较低,大鼠(雌性)急性经口毒性：300mg/kg(体重)50≤2000mg/kg(体重),大鼠急性经皮毒性LD₅₀>2000mg/kg(体重),大鼠急性吸入毒性LC₅₀>5mg/L,对兔眼睛有轻微的刺激性,对兔皮肤无刺激性,对豚鼠皮肤无致敏性。此外,flupyrimin无致畸性和遗传毒性,每日允许摄入量为0.011mg/kg(体重),急性参考剂量为0.08mg/kg(体重)。

2.2 生态毒性

　　Flupyrimin对生态相对安全：鲤鱼LC₅₀(96h)>99 600μg/L,大型溞EC₅₀(48h)>99600μg/L；绿藻ErC₅₀(72h)为48000μg/L；摇蚊幼虫 EC₅₀(48h)为99μg/L；蜜蜂急性经口LD₅₀(96h) > 53μg/只,急性接触LC₅₀(96h) >100μg/只；欧洲熊蜂急性接触LC₅₀(96h)>100μg/只；角额壁蜂急性接触LC₅₀(96h) >100μg/只。Flupyrimin对鱼、大型溞和藻类等水生生物低毒,对摇蚊具有一定的抑制作用,对传粉昆虫相对安全,对蜜蜂的安全性优于吡虫啉、氟吡呋喃酮、氟啶虫胺腈和三氟苯嘧啶等竞争调节烟碱乙酰胆碱受体的其他杀虫剂(表1)。然而,flupyrimin对蜜蜂还是存在一定的急性经口毒性。

3 作用机制与生物活性

3.1 作用机制

　　与同类杀虫剂环氧虫啶和三氟苯嘧啶相同,flupyrimin对美洲大蠊的神经元烟碱乙酰胆碱受体具有拮抗作用,即同为烟碱乙酰胆碱受体拮抗剂。在家蝇体内与flupyrimin结合的烟碱乙酰胆碱亚型受体至少有2个,分别为烟碱乙酰胆碱受体激活剂吡虫啉的敏感亚型受体和不敏感亚型受体,这与三氟苯嘧啶结合的受体不同。由于在与受体的结合位点和作用方式等方面存在差异,flupyrimin对吡虫啉敏感和产生抗药性的害虫都有效。对大鼠大脑中的烟碱乙酰胆碱α4β2亚型受体的亲和性研究表明,flupyrimin对靶标害虫体内的烟碱乙酰胆碱受体具有选择活性,对非靶标动物安全。

　　结合flupyrimin的化学结构和生物化学特点,以及茎叶喷雾处理和土壤灌注施用后的杀虫效果,推测flupyrimin具有一定的触杀、胃毒、根部内吸和跨层传导活性,作用方式与吡虫啉相似。

阅读完整版,请征订《世界农药》